近日，我在研究基于量子中继的量子通信网络技术时，我们取得了重大突破。在这项工作中，我们首次实现了相距50公里光纤两端之间的量子纠缠。这一成果是中国科学技术大学、济南量子技术研究院、中科院上海微系统与信息技术研究所等单位的科学家们共同努力的结果。我们通过高亮度光与原子纠缠源、高效单光子频率转换和远程单光子精密干涉等技术，成功地将相距50公里光纤两端的两个量子存储器连接起来，这为构建基于量子中继的量子网络提供了坚实基础。
目前，上述研究普遍采用卫星来实现广域大尺度覆盖，再通过光纤网络来实现城域及城际的地面覆盖。然而，由于光信号在长距离传输过程中的指数衰减问题，点对点的地面安全通信距离仅限于百公里范围内。为了解决这一问题并实现地面长距离安全通信，我们尝试采用分段传输以及级联式的量子中继技术，但之前最远只能达到几十公里。
为了克服这一限制，我们提高了单光子的与原子的耦合效率，并优化了传输效率，将原来的亮度提升了一倍。此外，我自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将存储器原本使用的近红外波长（795 nm）改至更适合通信用的波段（1342 nm）。经过50公里轻松只衰减到百分之三，而之前同样的距离下，光信号会衰减至百亿亿分之一，这个进步提升了16个数量级。此外，还设计并实施了一种双重相位锁定方案，以确保远程单 光子的干涉精准无误，即使经过50公里长途传输后引起的大幅偏移也能控制在非常小范围内，只有50nm。
最终，我将这些关键技术整合起来，不仅实现了经由50公里长度不等待时间久短且可靠性强而言它还是很好的比喻来说的话，那就是我认为它是一把万能遥控器，可以让任何设备都听从指令，从而配对空调或其他任何设备。我相信这种创新将会带给社会许多便利，让我们的生活更加便捷和智能。
